꿀벌 영양학의 최신 연구 동향

장태환; 문혁민; 이광범

doi:10.17519/apiculture.2022.09.37.3.275

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자료유형: 학술저널

저자정보: 장태환 (서울대학교) 문혁민 (서울대학교) 이광범 (서울대학교)

저널정보: 한국양봉학회 Journal of Apiculture Journal of Apiculture Vol.37 No.3

발행연도: 2022.9

수록면: 275 - 289 (15page)

DOI: 10.17519/apiculture.2022.09.37.3.275

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꿀벌은 자연 및 농업생태계에서 화분매개자로서 중요한 역할을 담당한다. 최근 전 지구적으로 문제가 되고 있는 꿀벌 개체 수 감소는 세계 식량안보에 중대한 위협이 되고 있다. 영양은 꿀벌 개체와 봉군의 건강에 결정적인 영향을 미치는 요인으로, 충분한 양과 적절한 비율의 영양소가 섭취되지 못한다면, 꿀벌은 영양 스트레스에 직면하게 되며, 이는 꿀벌의 개체 수의 감소와 봉군 붕괴의 원인이 된다. 이러한 직접적인 영향 외에도, 영양 스트레스는 병원균, 기생충, 살충제, 극한기후 등 다른 환경 스트레스와 상호작용을 일으킴으로써 꿀벌의 건강과 적응도에 심각한 손상을 유발할 수 있다. 현재 꿀벌이 당면한 위기를 극복하기 위해서는 꿀벌의 영양 생리와 생태를 이해하는 것이 그 무엇보다도 중요한 과제로 부상하고 있다. 이렇게 증대하는 관심에도 불구하고, 꿀벌의 영양 연구는 영양이 갖는 복잡성과 다차원적인 특성을 적절하게 분석할 수 있는 연구 방법론의 부재로 인해, 그동안 발전이 많이 지체되었다. 영양 기하학 (Nutritional Geometry)은 다변량적인 영양 데이터를 유클리드 공간에 시각화함으로써, 영양소들 간에 일어나는 복잡한 상호작용을 정확하게 분석할 수 있도록 개발된 분석 모형으로, 현대 곤충 영양 생리 및 생태학 연구에 혁신을 가져왔다. 본 총설의 목적은 최근 영양 기하학을 통해 발전한 꿀벌 영양 연구의 성과를 소개하는 것이다. 본 총설은 최근 꿀벌의 전 세계적인 위기와 관련하여 영양이 갖는 중요성과 기존 꿀벌 연구의 현황과 한계에 대해 우선 살펴보고, 영양 기하학의 핵심 개념과 원리 그리고 영양 기하학이 어떻게 꿀벌 영양학의 혁신에 기여했는지를 설명할 것이다. 특히 본 총설은 최근 영양 기하학을 적용하여 수행된 주요 꿀벌 연구의 내용과 결과를 정리하고, 영양 기하학이 어떻게 꿀벌의 봉군 수준에서의 영양 항상성에 대한 이해를 심화시킬 수 있는지, 그리고 어떻게 현재 우리가 당면한 꿀벌의 위기를 해결하기 위한 해답을 제시할 수 있는지에 대해 논의할 것이다.

Honey bees play a vital role as a major pollinator in both natural and agricultural ecosystems. In recent years, we have witnessed an alarming decline in honey bee populations worldwide, which poses a threat to global food security. The health and welfare of honey bees are heavily dependent upon the supply of an adequate amount and balance of macro- and micronutrients at both individual and colony level. Failing to achieve this nutrient target engenders nutritional stresses, which are thought to be one of the main factors driving the decline in honey bees and other pollinators. Besides their direct effects, nutritional stresses can seriously compromise health and fitness in honey bees through interacting with other types of biotic and abiotic stresses, such as pathogens or parasites, pesticides, climate extremes, etc. To cope with this ongoing honey bee crisis, there have been growing efforts to advance our basic knowledge of nutritional physiology and ecology of honey bees. Despite such increasing interests, our complete understanding of nutrition in honey bees has been hampered by the lack of an appropriate method that can deal with the multidimensional, interactive, and dynamic nature of nutrition. The Nutritional Geometry (NG) is a powerful, state-space modelling framework that is developed to visually analyze highly complex nutritional dataset in n-dimensional Euclidean space. The major objective of this review is to provide a comprehensive overview of the recent developments in honey bee nutritional research, which have been mainly achieved through the application of this novel framework. We first start this review by highlighting the importance of nutrition in the health and fitness in honey bees, especially in the context of their recent global crisis. Before introducing the key concepts and principles of NG, we outline the current status and limitations of conventional honey bee nutritional research and explain how NG has paved a new path towards understanding their nutritional biology from a multidimensional perspective. In the main body of this review, we summarize the key discoveries and implications drawn from recent studies that have explored the impacts of macronutrient balance on health in honey bees. Finally, we discuss how NG can further deepen our understanding of colony-level nutritional homeostasis in honey bees and also how this approach will help us to develop nutritional interventions that can mitigate and, hopefully, stop the honey bee population decline.

#Apis mellifera #Macronutrient #Nutrient balance #Nutritional Geometry

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